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fNIRS近紅外光信號(hào)質(zhì)量影響因素
很多神經(jīng)科學(xué)的研究技術(shù)來(lái)說(shuō)，干擾偽跡是不可避免的。正如腦電偽跡來(lái)源——《EEG信號(hào)偽跡來(lái)源》一樣，在進(jìn)行fNIRS近紅外實(shí)驗(yàn)時(shí)，雖然說(shuō)受到的干擾因素會(huì)比EEG信號(hào)來(lái)源小很多，但是不可避免的是fNIRS技術(shù)在采集數(shù)據(jù)時(shí)還是會(huì)存在一些偽影。
文獻(xiàn)1：
[NeuroImage 2014] Motion artifacts in functional near-infrared
spectroscopy: A comparison of motion correction techniques
applied to real cognitive data
文獻(xiàn)2：
[Frontiers in Neuroscience 2012] A systematic comparison of
motion artifact correction techniques for functional nearinfrared
spectroscopy
fNIRS偽影來(lái)源哪些方面？
近紅外中的偽影主要來(lái)源三個(gè)方面：
1、受試者本身的生理噪聲
2、外部的運(yùn)動(dòng)偽影（這是主要來(lái)源）
3、光極間的接觸（即信號(hào)的評(píng)價(jià)）
近紅外實(shí)驗(yàn)中，生理的信號(hào)噪聲是無(wú)法在采集的時(shí)候剔除的，這是血流的特性決定的，fNIRS測(cè)量通過(guò)設(shè)備發(fā)射近紅外光源和接收從組織反向散射的光的檢測(cè)器，來(lái)推斷血流的變化過(guò)程。這其中不可避免生理運(yùn)動(dòng)過(guò)程——
Heartbeat(心跳)：周期性變換1次/秒，大概的頻率范圍1Hz。
respiration（呼吸）：周期性變化0.4次/秒，大概的頻率范圍0.4Hz。
bloodpressure（血壓mayer waves）：這可很接近我們想要的信號(hào)頻率，這種是很微小的變化，一般我們也很少在意它，頻率范圍0.1Hz左右。
生理的信號(hào)干擾，雖然是不可避免的，但是這也是檢測(cè)信號(hào)質(zhì)量的另類的方法，查看在采集中是否存在這些信號(hào)也是評(píng)價(jià)設(shè)備以及信號(hào)質(zhì)量的評(píng)價(jià)之一。
運(yùn)動(dòng)偽影：這是fNIRS信號(hào)采集中的阻礙，近紅外設(shè)備可以用來(lái)做跑步，音樂(lè)表演，研究嬰兒和多動(dòng)癥兒童的研究，但是也避免不了運(yùn)動(dòng)誘發(fā)的偽影的可能，只是這種偽影相比較明顯而穩(wěn)定，可以在分析數(shù)據(jù)中應(yīng)用多種方法（樣值插條，小波濾波，主成分分析等）將這種偽影剔除。
運(yùn)動(dòng)偽影的特征通常在于幅度大于血流動(dòng)力學(xué)變化的信號(hào)變化。它們的波形形狀、頻譜及時(shí)間點(diǎn)均不同，它們可以是高幅度、高頻尖峰，在數(shù)據(jù)波形中很容易發(fā)現(xiàn)檢測(cè)到，也可以是較低的頻率變化，并且與正常的fNIRS的信號(hào)很難區(qū)分。一般來(lái)說(shuō)，運(yùn)動(dòng)偽影可分為三類：高頻尖峰（A high-frequency spike）、基線偏移（A shift from the baseline intensity）和低頻變化（Low-frequency variations）
高頻尖峰信號(hào)：
基線偏移：這是可能在采集過(guò)程中突然發(fā)生某種變化導(dǎo)致記錄到的信號(hào)突然向上或者是向下移動(dòng)而不再回到之前的基線上，這是可能出現(xiàn)的。
低頻變化：這個(gè)很難辨別出來(lái)，這需要大量的數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗(yàn)。